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追夢大飛機:從跨國尋冰到國內“破冰”

www.robix-elayce-australia.com 來源: 央視網 用手持設備訪問
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自然結冰試飛,是通過試飛來驗證在結冰氣象條件下,飛機還能不能安全地飛行。而自然結冰試飛,又是飛機取證中的三大高風險科目之一。美國聯邦航空管理局的統計數據顯示,每年大約有8起因結冰導致的飛行事故。因此,國際上任何一部適航法規,都不可能忽視結冰對飛行安全帶來的影響。因為C919飛機的適航審定完全對標國際標準,國產大型客機要想拿到型號合格證,就必須完成自然結冰的試飛科目。然而,在民航飛行中,極少有飛機會主動進入結冰區域。航空工業試飛中心作為“試飛國家隊”,為了啃下自然結冰試飛這塊硬骨頭,多年來一直在鍥而不舍地探索, 主動進入結冰區域去試飛。

(視頻制作:總臺空天逐夢融媒體創意工作室)

根據氣象預報,2022年1月22日下午2點以后,陜西安康某空域會出現結冰氣象,航空工業試飛中心試飛機組迅速行動,(下午)2點左右,機組到達了指定的空域。

航空工業試飛中心C919大型客機試飛員 劉帥:飛自然結冰要在云的邊上慢慢繞,找薄的地方先試一試,然后一點一點往里面進入,你不可能一下就進入最嚴重的區域里面,我就相當于在死亡線前一步在這試探一樣。

航空工業試飛中心C919大型客機試飛工程師 杜毅潔:我們要在云里面待很長很長的時間,這個過程里面四周都是一片白茫茫的,什么都看不見,全部都是被云里面的水汽包圍的,好像是盲人一樣的一個飛行狀態,這個時候機組也是依靠儀表來操縱飛機的。

試飛機組做了三次穿云的垂直探測,但是,由于機翼上只結了一層很薄的冰,結冰效果沒有達到適航取證要求的標準。

為了飛行安全,下午5點多日落之前,機組就要返航。此時已經是下午3點了。還有兩個多小時,機組能不能找到結冰云層并進行飛行試驗?閻良機場的氣象臺里,一場爭分奪秒的氣象會商正在進行中。

通過衛星云圖、氣象雷達、探空站點的資料,結合飛機的機載探頭實測的數據進行分析,氣象部門迅速做出了新的預報。因為有利于結冰的天氣系統北移得太快,氣象臺建議飛機立即返回閻良機場空域進行探測。

航空工業試飛中心氣象臺臺長 楊濤:你有可能你說是幾分鐘的時間,本來這邊整個結冰條件還挺好的,但是過了幾分鐘之后,這邊就完全沒有結冰條件,飛機再過來已經不行了。所謂的追冰其實就是在追結冰的一個云層。

中國民機的自然結冰試飛始于ARJ21飛機。2011年到2014年,航空工業試飛中心與中國商飛公司在新疆地區組織實施了ARJ21飛機自然結冰試飛,但在四年多時間里,始終未能捕捉到理想的結冰氣象。

航空工業試飛中心氣象臺臺長 楊濤:一次次的失望,最后累積成的就是心酸,甚至懷疑自己。我記得印象很深的一次,早上過去看了整個來說濕度條件還有其他方面還是不錯的,但是機組上去在我們指定區域,連云層都找不到。

2014年3月,ARJ21飛機不得不遠赴北美五大湖地區進行試驗。

航空工業試飛中心C919大型客機試飛副總師 丁軍亮:自然結冰的適航標準,它的發源地就在北美的五大湖,美國人利用結冰探測飛機穿云穿了28000海里,才形成了這個標準。所以形成了一個認知,就是好像全球范圍內只認為只有在北美五大湖才能飛成自然結冰。

在當地專家團隊的協助下,困擾ARJ21適航取證長達4年之久的自然結冰試飛,僅用了1個多月就順利結束。ARJ21飛機首席試飛員趙鵬至今仍對指導他們追冰的外國氣象專家印象深刻。

航空工業試飛中心副主任 C919大型客機試飛機長 趙鵬:國外的專家能夠把整個的氣象條件描述得就仿佛他在云里看到了一樣,告訴你云的尺寸有多大,你在云頂還是云底飛,還是在云中飛,然后這個云團大概以什么樣的速度向什么方向走。我每次飛完就覺得很神奇,我就跟我們氣象工作者說,這樣的氣象專家是我們所需要的。

C919大型客機進入適航取證階段以后,2020年,受新冠肺炎疫情影響,赴北美五大湖地區執行自然結冰試飛的可行性微乎其微。依賴外國資源才完成的ARJ21飛機自然結冰試飛,讓試飛院的試飛工程技術人員感到極其“憋屈”。中國這么大,難道就真的找不出一塊適合大型飛機開展自然結冰試飛的空域?

要想不受制于人,就得自力更生。2020年12月,航空工業試飛中心被工信部確定為國產大型客機自然結冰試飛任務的牽總單位,吹響了在國內開展C919飛機自然結冰試飛攻堅戰的號角。

自然結冰試飛,屬于航空學與氣象學的交叉學科,氣象需要尋冰,而航空技術則需要“破冰”。自然結冰試飛前,能否提高結冰氣象的探測能力是重中之重。航空工業試飛中心決定,先租賃一架氣象飛機對中國境內的結冰資源進行探測,為C919飛機的自然結冰試飛蹚路。

航空工業試飛中心C919大型客機試飛副總師 丁軍亮:我們整個就是三步走,第一步先是結冰探測飛機自己去探冰;第二步C919飛的時候,結冰探測飛機伴飛,它先進到冰里面探到有冰,然后把風險和已知要素和未知的風險排除之后,C919再進去;第三步才是C919單獨去飛自然結冰。

2021年2月28日,航空工業試飛中心租賃的一架氣象飛機正在陜西某空域進行探冰飛行。塔臺得到消息,機組說目標空域的結冰條件非常好,但飛機進入結冰區后短短的幾分鐘內,塔臺和機組突然失去了聯系。

航空工業試飛中心氣象臺臺長 楊濤:指揮員在進一步詢問的時候,突然就沒有聲音了,當時大家都非常的擔心和害怕。飛行事故統計來說,因為天氣造成的結冰,其實它占了很大的一部分,所以大家當時都屏住了呼吸。大概過了一分多鐘之后,機組才傳來了給這邊塔臺匯報,說是要求返航。

機組降落以后,楊濤才得知,由于當時結冰速度特別快,飛機的爬升率在短短的一分多鐘里下降了五分之二。機組保持平飛了一段時間,飛機才基本平穩了。

通過結冰探測飛機將近一年的飛行探測,航空工業試飛中心基本掌握了陜西、新疆等地區及周邊省份的結冰資源,初步形成并檢驗了結冰預測、結冰氣象實時監測方法,建立了結冰資源數據庫。找到了結冰規律以后,探測飛機在陜西閻良空域,多次找到了符合條件的結冰源。

根據結冰氣象預測,2021年12月8日,航空工業試飛中心組織了C919飛機自然結冰首次試飛。

試驗機穿云4次,成功遇到了符合試驗要求的結冰氣象。

C919飛機首次在國內自然結冰試驗獲得成功,實現了中國民機領域自然結冰試驗的歷史性突破,監控大廳一片沸騰。

航空工業試飛中心C919大型客機試飛副總師 丁軍亮:所有人都歡呼雀躍。我當時用了白居易的一首詩,表達了當時的心情,“綠蟻新醅酒,紅泥小火爐。晚來天欲雪,能飲一杯無。“晚來天欲雪,就是馬上要下雪了。自然結冰一定是在下雪之前才能飛成功的。能飲一杯無,我說今天是一個歷史性的一天,值得紀念的一天,大家晚上一醉方休。

2022年1月20日,中國民航局開始了對C919飛機的審定試飛。到2月17日,航空工業試飛中心試飛機組和民航局審定試飛員一起,先后在陜西志丹、安康、甘肅慶陽等區域上空截獲了自然結冰云區,共完成了5架次自然結冰并行審定試飛任務。

中國民用航空局C919型號合格審定試飛專業組組長 趙志強:讓飛機帶了三英寸的冰,來做一些包括大機動盤旋、副翼階躍(的試飛),以及在帶三英寸冰的條件下,實施的所有構型的失速試飛。

通過中國民航局審定試飛,C919飛機在機翼結冰三英寸的情況下,依然有穩定的操控能力和安全飛行的能力,自然結冰試飛圓滿成功。

此后,試飛機組又攻克了最小操縱速度、最小離地速度等試飛難題,為C919飛機取證鋪平了道路。

五年的試飛過程中,針對發現的問題,C919試飛團隊凝心聚力、攻堅克難,如今,這些問題都得到了有效解決。

航空工業試飛中心C919大型客機試飛副總師 丁軍亮:我們已經安全飛行了1530個架次了,將近4000多個小時,我認為是沒問題的,而且期間暴露的很多問題都解決了。解決問題是飛行試驗的職責,能發現問題才能解決問題,通過發現問題解決問題才能技術進步。只要把每一個問題解決好了,整個飛機就安全了。

(來源:央視網)

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